掺杂相对ZrB_(2)陶瓷涂层抗激光烧蚀性能的影响

耐高温陶瓷作为高熔点材料,具有优异的高温抗烧蚀性能,有可能满足未来抗激光防护的需求。为摸清ZrB_(2)陶瓷涂层抗激光防护性能,采用高功率固体激光器作为测试光源,搭建了激光烧蚀实验平台和激光耦合特性测量系统,重点对ZrB_(2)陶瓷涂层开展了激光烧蚀实验和涂层反射率测试。实验研究了不同激光参数条件下ZrB_(2)涂层抗激光烧蚀性能,以及掺杂相(SiC、MoSi_(2))的影响。结果表明,相比于未掺杂ZrB_(2)涂层,掺杂后ZrB_(2)涂层抗激光烧蚀能力明显下降。分析认为掺杂相可提高ZrB_(2)涂层抗氧化性能,但不利于发挥氧化生成物ZrO_(2)的高反射和隔热作用,致使抗激光损伤阈值降低。激光损伤前后涂层反射率的测试结果,也证实了ZrO_(2)的高反射率是增强ZrB_(2)涂层抗激光损伤阈值的关键。同时,利用有限元软件建立了连续激光烧蚀下ZrB_(2)陶瓷涂层温度计算模型,并以基底发生熔化为判据,仿真得到了陶瓷涂层典型的抗激光烧蚀阈值参数。

C/C复合材料ZrB_(2)基超高温陶瓷涂层的研究进展

ZrB_(2)基超高温陶瓷因其优异的高温抗氧化和烧蚀等性能,成为C/C复合材料理想的热防护涂层材料。本文从以下几个方面对C/C复合材料表面用ZrB_(2)基超高温陶瓷涂层的研究现状进行了综述:介绍了ZrB_(2)基超高温陶瓷涂层体系的主要制备技术,并对比了其制备的涂层抗氧化性和抗烧蚀性,总结了各制备方法的优点与不足;从单元、双元、三元材料掺杂改性的角度,详述了ZrB_(2)基复合涂层常见的材料体系,总结了其改性思路;介绍了ZrB_(2)基涂层在多层结构设计与开发方面的研究现状。最后简要展望了ZrB_(2)基超高温陶瓷涂层未来的研究方向。

C_(f)/C复合材料的ZrB2-SiC基抗氧化涂层研究进展

C_(f)/C复合材料具有低密度、高热导率、优秀的抗侵蚀性能和良好的抗热震性能等优点,在高超声速飞行器、飞机刹车盘和火箭喷管等高端结构材料领域具有广阔的应用前景。然而,由于C_(f)/C复合材料的高氧化敏感性,其易产生严重的化学烧蚀和服役性能退化等问题。在C_(f)/C复合材料表面制备ZrB_(2)-SiC基超高温陶瓷基涂层是上述问题的最有效解决方案。基于此,本文综述了ZrB_(2)-SiC基超高温陶瓷涂层的组成/结构设计和抗氧化性能及强化机理的研究现状,系统地分析了ZrB_(2)-SiC基陶瓷涂层常用制备方法的原理和优缺点,并且对本领域研究的未来发展方向进行了展望。